Kompatybilność materiałów w bezołowiowym systemie rezystywnym

• Autorzy: Kiełbasiński K.

Warianty tytułu

EN

Materials compatibility in lead-free resistive system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W wyniku wydanych przez Unię Europejska dyrektyw RoHS i WEEE zaistniała konieczność kompleksowej przebudowy materiałowej składników systemu rezystywnego. Po l lipca 2006 tlenki kadmu i ołowiu, które były obecne w tradycyjnym systemie rezystywnym, nie mogą być stosowane. Dyrektywy te zabraniają również stosowania stopu lutowniczego SnPb, wykorzystywanego dotychczas do montażu elementów dyskretnych i dołączania wyprowadzeń. Rezystory grubowarstwowe dotychczas bazowały na rutenianie bizmutu, który zawdzięczał swoją stabilność obecności ołowiu. Po wprowadzeniu dyrektyw unijnych ołów i kadm musiały zostać wyeliminowane z warstw grubych, natomiast stop lutowniczy SnPb należało zastąpić lutowiami bezołowiowymi. Pojawiły się problemy kompatybilnościowe pomiędzy warstwami palladowo-srebrowymi i nowymi lutami bezołowiowymi. Zmiany te wymusiły znaczącą zmianę składu warstw grubych. Warstwy palladowo-srebrowe zastąpiono srebrowymi, co pociągnęło za sobą nasilenie zjawisk migracji jonowej oraz elektromigracji. Pojawiły się nowe problemy ze stabilnością warstw rezystywnych oraz współpracy warstw przewodzących z rezystywnymi.

EN

This paper presents the evolution of resistive systems in thick film technology after RoHS and WEEE environmental regulations introduced by European Union. The films in traditional resistive system contain lead and cadmium oxides that cannot be used after July 1th 2006 according to the new EU regulations. The tin-lead solder alloys were used in such systems for attaching discrete components and terminations assembly. The conductive films were based on palladium-silver layer in order to limit dissolution rate of silver as well as to protect against ionic migration and electromigration effects while the circuit with the resistive system is powered. The resistive films were based on bismuth ruthenium that was very stable in the presents of lead. The new regulations obliged to eliminate lead and cadmium from thick film materials including tin-lead solder alloys. Such a change required a far going change of thick-film compositions. The new problems appeared inside the resistive layer as well as at the interfaces resistive-conductive layer and conductive layer lead-free solder. The author proposed a silver-platinum conductive layer and ruthenium dioxide resistive layer for environmental friendly resistive system.

Słowa kluczowe

PL

rezystor grubowarstwowy bezołowiowy; system rezystywny

EN

lead-free thick film resisitor; resistive system

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2008
• Tom: T. 36, nr 3
• Strony: 39--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Kiełbasiński K.

• Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki Politechniki Warszawskiej, ul. Koszykowa 15, 00-662 Warszawa,,

Bibliografia

• [1] Lin J.C., Chan J.Y.: On the resistance of silver migration in Ag-Pt conductive thick films under humid environment, Materials Chemistry and Physics, 43, (1996) 256-265
• [2] Morten B., Ruffi G., Sirotti F., Tombesi A., Moro L., Akomolafe T.: Lead-free ruthenium-based thick-film resistors: a study of model systems, Journal of Materials Science: Materials in Electronics’ Chemistry and Materials Science and Engineering 2, l, (1991)
• [3] Jakubowska M., Kalenik J., Kiełbasiński K., Młożniak A.: Electical properties of new lead-free trick film resistors.- XXXI International Conference of IMAPS Poland Chapter, Rzeszów - Krasiczyn, 23 - 26 September 2007, 323-326
• [4] Prudenziati M., Zanardi F., Morten B., Gualtieri A.F.: Lead-free thick film resistors: an explorative investigation, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 13, (2002), 31-37
• [5] Jakubowska M., Kalenik J., Kiełbasiński K., Kisiel R., Szmidt J.: Lead-free solder joints in microelectronic thick film technology, Archives of Metallurgy and Materials, 51, 3, (2006)
• [6] Kiełbasiński K., Jakubowska M., Kalenik J., Młożniak A.: Quality estimation of thick-film resistor terminations based on electrical parameters extraction, Proceedings of SPIE, 6937, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2007, ed. R. S. Romaniuk, Editor, 69371U (Dec. 28, 2007)
• [7] Masoero A., Morten B., Prudenziati M., Stepanescu A.: Proceedings of the 10th International Conference on Noise in Physical Systems, Budapest, 1990, ed. by A. Ambroży, 561